es体系结构的研究及其应用(毕业论文).doc
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es体系结构的研究及其应用(毕业论文),摘要本文论述了使用rtos进行嵌入式系统开发的原理和方法,着重讨论嵌入式系统(es-embedded system)的体系结构和建构原理及其应用。嵌入式系统的概念很容易理解,但是高端的嵌入式系统开发很困难。构建一个嵌入式系统,技术门槛高,是一个复杂的系统建构过程。嵌入式系统开发过程有软件和硬件两部分开发工作。硬件开发主...
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摘 要
本文论述了使用RTOS进行嵌入式系统开发的原理和方法,着重讨论嵌入式系统(ES-Embedded System)的体系结构和建构原理及其应用。嵌入式系统的概念很容易理解,但是高端的嵌入式系统开发很困难。构建一个嵌入式系统,技术门槛高,是一个复杂的系统建构过程。
嵌入式系统开发过程有软件和硬件两部分开发工作。
硬件开发主要涉及微处理器/微控制器、存储器和常见外围接口(A/D、D/A、时钟、USB、网络接口等等)部分的设计。硬件设计包括原理图、PCB版图设计和硬件安装调试。硬件设计的最终成果是具有特定功能的板级电路和系统结构件。
软件设计是嵌入式系统中的主要部分。硬件提供了潜在的计算能力,要发挥硬件功能,需要软件的支持。例如,同样的一台PC机硬件,可以安装Win3.1、Win95或者WinXP。在硬件没有任何改动的情况下,用不同的操作系统软件,系统的功能、稳定性和用户操作的感觉会有很大差别。
本文首先概述嵌入式系统的组成原理,然后对嵌入式系统设计中涉及到的硬件和软件技术作概括性介绍。论文的重点是嵌入式操作系统(EOS),特别是实时操作系统(RTOS)的理论研究,主要对如何应用RTOS开发嵌入式系统的问题进行深入的探讨。
通过对μC/OS-II、Windows、Window CE、FreeBSD、Minix、Linux、Lineo、Windriver、QNX、Mach、OSE、L4、“和欣”……等大量操作系统的比较研究,本文总结出当前操作系统的发展方向和如何构建属于自己的操作系统的基本方法。这些基本方法对于构建中国自己知识版权的实时操作系统具有重要的价值和一定的指导意义。
在研究过程中以μC/OS-II v2.51 RTOS为代表,将该实时操作系统移植到ARM7处理器上,并利用ADS和Multi-ICE在eva luator-7T评估板上调试成功。另外利用EasyPack仿真器将μC/OS-II v2.51移植到8051微控制器上,并调试成功。充分验证了对实时操作系统结构的正确理解。本文将通过对移植代码的说明,详细论述操作系统的移植原理。
参 考 文 献
[1] 窦振中,周全,嵌入式系统概念辨析,中国微机13届年会 2002年嵌入式系统及其应用研讨会论文集,电子产品世界杂志社,2002.11
[2] 窦振中,嵌入式系统设计方法的演化,单片机与嵌入式系统应用, 2001.2
[3] 窦振中. 嵌入式处理器ARM技术和芯片的特点.
[4] 周全, 窦振中等. 为嵌入式软件建立统一软件系统框架的方法. 电子产品世界2002.9.
[5] ARM Ltd . ARM DDI 0210B. www.arm.com.
[6] Intel Corporation. PC SDRAM Specification. www.intel.com.
[7] USB Implementers Forum, Inc. Universal Serial Bus Revision 2.0 specification. www.usb.org.
[8] Bluetooth SIG, Inc. Bluetooth Protocol Architecture. www.Bluetooth.org.
[9] ZigBee Alliance, Inc. ZigBee and Bluetooth – Competitive or Complementary?. www.zigbee.org.
[10] C. M. Krishna, Kang G. Shin. Real-Time System. McGraw-Hill.
[11] The IEEE and The Open Group. The Open Group Base Specifications Issue 6 IEEE Std 1003.1-2001. www.posix.org.
[12] Linus Benedict Torvalds. Linux kernel. www.kernel.org.
[13] QNX Software Systems Ltd. System Architecture .www.qnx.com.
[14] OSE Systems, Inc. OSE Epsilon RTOS for ARM. www.ose.com.
[15] Microsoft Corporation. Windows CE source. www.microsoft.com.
[16] 科泰世纪科技有限公司. 和欣1.0资料大全. www.koretide.com.cn.
[17] Michael Barr. C/C++嵌入式系统编程. 中国电力出版社.
[18] Jean J. Labrosse,邵贝贝. μC/OS-II——源码公开的实时嵌入式操作系统.中国电力出版社.
[19] um_s3c4510b_rev1.www.sumsung-electronics.com.Samsung Electronics.
[20] 周魏松. Linux系统分析与高级编程技术. 机械工业出版社.
[21] 彭晓明, 王强. Linux核心源代码分析. 人民邮电出版社.
[22] 周全,窦振中,分布式实时操作系统 QNX及其应用,2001嵌入式系统及单片机国际学术交流会论文集,北京航空航天大学出版社,2001.10
[23] 周全,窦振中,QNX远程调试技术,深圳首届嵌入式与单片机技术应用研讨会论文集,电子大市场杂志社,2002.10
[24] Daeyoung Kim, Yann-Hang Lee, Mohamed Younis. Software architecture supporting integrated real-time systems. The Journal of Systems and Software 65 (2003) 71–86
[25] J. Liedtke, H. HÄartig, and M. Hohmuth. OS-controlled cache predictability for real-time systems. In Third IEEE Real-time Technology and Applications Sym-posium (RTAS), pages 213{223, Mon-treal, Canada, June 1997.
[26] J. P. Lehoczky. Fixed priority scheduling of periodic task sets with arbitrary deadlines. Proceedings of IEEE Real-Time Systems Symposium, Pages 201-209. IEEE Computer Society Press, December 1990.
[27] C. Liu and J. Layland. Scheduling algorithm for multiprogramming in a hard real-time environment. Journal of the ACM, 20(1):46-61, January 1973.
[28] J. Lehoczky, L. Sha, and Y. Ding. The rate monotonic scheduling algorithm: Exact characterization and average case behavior. Procedings of IEEE Real-Time System Symposium, pages 166-171. IEEE Computer Society Press, December 1989.
[29] M. Harbour, M. Klein, and J. Lehoczky. Fixed Priority Scheduling of Periodic Tasks with Varing Execution Priority. Proceedings of IEEE Real-Time Systems Symposium, page 116-128, December 1991.
[30] 熊光泽, 罗蕾. 嵌入式软件技术的现状与发展动向. 计算机应用, 第20卷第7期, 2000年7月.
[31] 贾宏宇, 施仁, 张雪峰. 嵌入式控制语言CC的研究与实现. 化工自动化及仪表, 2000
[32] Kevin Dankwardt. Real Time and Linux, Part 1, 2, 3. ELJonline, www.linuxdevices.com.
[33] S. Kim, S. Hong, T. Kim. Perfecting Preemption Threshold Scheduling for Object-Oriented R..
本文论述了使用RTOS进行嵌入式系统开发的原理和方法,着重讨论嵌入式系统(ES-Embedded System)的体系结构和建构原理及其应用。嵌入式系统的概念很容易理解,但是高端的嵌入式系统开发很困难。构建一个嵌入式系统,技术门槛高,是一个复杂的系统建构过程。
嵌入式系统开发过程有软件和硬件两部分开发工作。
硬件开发主要涉及微处理器/微控制器、存储器和常见外围接口(A/D、D/A、时钟、USB、网络接口等等)部分的设计。硬件设计包括原理图、PCB版图设计和硬件安装调试。硬件设计的最终成果是具有特定功能的板级电路和系统结构件。
软件设计是嵌入式系统中的主要部分。硬件提供了潜在的计算能力,要发挥硬件功能,需要软件的支持。例如,同样的一台PC机硬件,可以安装Win3.1、Win95或者WinXP。在硬件没有任何改动的情况下,用不同的操作系统软件,系统的功能、稳定性和用户操作的感觉会有很大差别。
本文首先概述嵌入式系统的组成原理,然后对嵌入式系统设计中涉及到的硬件和软件技术作概括性介绍。论文的重点是嵌入式操作系统(EOS),特别是实时操作系统(RTOS)的理论研究,主要对如何应用RTOS开发嵌入式系统的问题进行深入的探讨。
通过对μC/OS-II、Windows、Window CE、FreeBSD、Minix、Linux、Lineo、Windriver、QNX、Mach、OSE、L4、“和欣”……等大量操作系统的比较研究,本文总结出当前操作系统的发展方向和如何构建属于自己的操作系统的基本方法。这些基本方法对于构建中国自己知识版权的实时操作系统具有重要的价值和一定的指导意义。
在研究过程中以μC/OS-II v2.51 RTOS为代表,将该实时操作系统移植到ARM7处理器上,并利用ADS和Multi-ICE在eva luator-7T评估板上调试成功。另外利用EasyPack仿真器将μC/OS-II v2.51移植到8051微控制器上,并调试成功。充分验证了对实时操作系统结构的正确理解。本文将通过对移植代码的说明,详细论述操作系统的移植原理。
参 考 文 献
[1] 窦振中,周全,嵌入式系统概念辨析,中国微机13届年会 2002年嵌入式系统及其应用研讨会论文集,电子产品世界杂志社,2002.11
[2] 窦振中,嵌入式系统设计方法的演化,单片机与嵌入式系统应用, 2001.2
[3] 窦振中. 嵌入式处理器ARM技术和芯片的特点.
[4] 周全, 窦振中等. 为嵌入式软件建立统一软件系统框架的方法. 电子产品世界2002.9.
[5] ARM Ltd . ARM DDI 0210B. www.arm.com.
[6] Intel Corporation. PC SDRAM Specification. www.intel.com.
[7] USB Implementers Forum, Inc. Universal Serial Bus Revision 2.0 specification. www.usb.org.
[8] Bluetooth SIG, Inc. Bluetooth Protocol Architecture. www.Bluetooth.org.
[9] ZigBee Alliance, Inc. ZigBee and Bluetooth – Competitive or Complementary?. www.zigbee.org.
[10] C. M. Krishna, Kang G. Shin. Real-Time System. McGraw-Hill.
[11] The IEEE and The Open Group. The Open Group Base Specifications Issue 6 IEEE Std 1003.1-2001. www.posix.org.
[12] Linus Benedict Torvalds. Linux kernel. www.kernel.org.
[13] QNX Software Systems Ltd. System Architecture .www.qnx.com.
[14] OSE Systems, Inc. OSE Epsilon RTOS for ARM. www.ose.com.
[15] Microsoft Corporation. Windows CE source. www.microsoft.com.
[16] 科泰世纪科技有限公司. 和欣1.0资料大全. www.koretide.com.cn.
[17] Michael Barr. C/C++嵌入式系统编程. 中国电力出版社.
[18] Jean J. Labrosse,邵贝贝. μC/OS-II——源码公开的实时嵌入式操作系统.中国电力出版社.
[19] um_s3c4510b_rev1.www.sumsung-electronics.com.Samsung Electronics.
[20] 周魏松. Linux系统分析与高级编程技术. 机械工业出版社.
[21] 彭晓明, 王强. Linux核心源代码分析. 人民邮电出版社.
[22] 周全,窦振中,分布式实时操作系统 QNX及其应用,2001嵌入式系统及单片机国际学术交流会论文集,北京航空航天大学出版社,2001.10
[23] 周全,窦振中,QNX远程调试技术,深圳首届嵌入式与单片机技术应用研讨会论文集,电子大市场杂志社,2002.10
[24] Daeyoung Kim, Yann-Hang Lee, Mohamed Younis. Software architecture supporting integrated real-time systems. The Journal of Systems and Software 65 (2003) 71–86
[25] J. Liedtke, H. HÄartig, and M. Hohmuth. OS-controlled cache predictability for real-time systems. In Third IEEE Real-time Technology and Applications Sym-posium (RTAS), pages 213{223, Mon-treal, Canada, June 1997.
[26] J. P. Lehoczky. Fixed priority scheduling of periodic task sets with arbitrary deadlines. Proceedings of IEEE Real-Time Systems Symposium, Pages 201-209. IEEE Computer Society Press, December 1990.
[27] C. Liu and J. Layland. Scheduling algorithm for multiprogramming in a hard real-time environment. Journal of the ACM, 20(1):46-61, January 1973.
[28] J. Lehoczky, L. Sha, and Y. Ding. The rate monotonic scheduling algorithm: Exact characterization and average case behavior. Procedings of IEEE Real-Time System Symposium, pages 166-171. IEEE Computer Society Press, December 1989.
[29] M. Harbour, M. Klein, and J. Lehoczky. Fixed Priority Scheduling of Periodic Tasks with Varing Execution Priority. Proceedings of IEEE Real-Time Systems Symposium, page 116-128, December 1991.
[30] 熊光泽, 罗蕾. 嵌入式软件技术的现状与发展动向. 计算机应用, 第20卷第7期, 2000年7月.
[31] 贾宏宇, 施仁, 张雪峰. 嵌入式控制语言CC的研究与实现. 化工自动化及仪表, 2000
[32] Kevin Dankwardt. Real Time and Linux, Part 1, 2, 3. ELJonline, www.linuxdevices.com.
[33] S. Kim, S. Hong, T. Kim. Perfecting Preemption Threshold Scheduling for Object-Oriented R..